化工分離工程課程教學(xué)大綱

1、化工分離工程課程教學(xué)大綱（Chemical Separation Engineering）課程概況課程代碼：2501037學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32（其中：講授學(xué)時(shí)32）先修課程：物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)教 材：分離過程，朱家文、吳艷陽等，化學(xué)工業(yè)出版社，2019.11.課程歸口：化工與材料學(xué)院一、課程的性質(zhì)與任務(wù)：化工分離工程課程是化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生在具備了物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)等技術(shù)基礎(chǔ)知識后的學(xué)習(xí)的一門專業(yè)主干課?；し蛛x工程是研究過程工業(yè)中物質(zhì)分離和純化的工程技術(shù)學(xué)科，要求學(xué)生熟練掌握傳質(zhì)與分離工程的原理和

2、應(yīng)用，以及了解主要分離單元操作和分離工程領(lǐng)域的研究進(jìn)展。它利用前期課程中介紹的有關(guān)相平衡、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、分子及共聚集狀態(tài)的微觀機(jī)理，傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞理論來研究化工生產(chǎn)實(shí)際中復(fù)雜物系的分離和提純技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)真專注的工匠精神，使學(xué)生具有實(shí)事求是和勇于探索和實(shí)踐的科學(xué)觀，為學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)序號課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求觀測點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：能夠理解掌握以精餾、吸收、萃取為主的平衡分離過程和膜分離技術(shù)為代表的速率分離過程所涉及的分離機(jī)理、效率與通量、過程與設(shè)備計(jì)算。觀測點(diǎn)1.4：掌握化工反應(yīng)、分離等專業(yè)知識。畢業(yè)要求1畢業(yè)要求1：工程知識：能夠

3、將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。2目標(biāo)2：能熟悉分離設(shè)備的設(shè)計(jì)模型，了解分離工藝的開發(fā)方法，重視現(xiàn)代分離技術(shù)的前沿發(fā)展，對工業(yè)分離過程有較全面和有深度的掌握。觀測點(diǎn)3.2：能夠通過建模進(jìn)行單元和設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算。畢業(yè)要求3設(shè)計(jì)/開發(fā)方案：能夠設(shè)計(jì)針對化學(xué)工程與工藝領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。三、教學(xué)內(nèi)容及要求序號教學(xué)內(nèi)容思政元素預(yù)期學(xué)習(xí)成果教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1緒論： 分離工程與化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展、新分離方法促進(jìn)了化工

4、技術(shù)的進(jìn)步、分離工程面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)：分離工程面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)增強(qiáng)學(xué)生投身生態(tài)文明建設(shè)的責(zé)任感、使命感能夠了解分離過程與化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展；能夠了解新型分離方法簡介；能夠理解和掌握分離工程面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)2講授/討論/實(shí)例教學(xué)等目標(biāo)22多組分精餾： 多組分精餾的發(fā)展歷史、應(yīng)用場合和涉及的主要內(nèi)容、汽液相平衡關(guān)系的定量表達(dá)、基本方程及計(jì)算、單級平衡分離過程的計(jì)算、多組分精餾過程的嚴(yán)格計(jì)算、多組分精餾過程的簡捷計(jì)算、精餾塔操作壓力的確定。重點(diǎn)和難點(diǎn)：單級平衡分離過程的計(jì)算、多組分精餾過程的簡捷計(jì)算加強(qiáng)科學(xué)精神和工匠精神教育能夠了解多組分精餾的發(fā)展歷史、應(yīng)用場合和涉及的主要內(nèi)容；能夠熟練

5、掌握汽液相平衡關(guān)系的定量表達(dá)；能夠熟練掌握單級平衡分離過程的計(jì)算；能夠理解多組分精餾過程的嚴(yán)格計(jì)算；能夠熟練掌握多組分精餾過程的簡捷計(jì)算；能夠掌握精餾塔操作壓力的確定10講授討論/等目標(biāo)1目標(biāo)23特殊精餾： 混合物組分的相圖、萃取精餾原理、萃取劑的選擇、恒沸物的特性和恒沸組成的計(jì)算重點(diǎn)和難點(diǎn)：剩余曲線圖、精餾曲線圖、萃取精餾原理、恒沸組成的計(jì)算加強(qiáng)科學(xué)精神和工匠精神教育能夠了解特殊精餾的分類、基本概念等主要內(nèi)容；能夠熟練掌握三組分相圖和蒸餾邊界；能夠熟練掌握剩余曲線圖和精餾曲線圖的區(qū)別；能夠理解萃取精餾基本原理；能夠熟練掌握恒沸組成的計(jì)算4講授/討論等目標(biāo)1目標(biāo)24化學(xué)吸收：吸收的分類、應(yīng)用及

6、工業(yè)流程、化學(xué)吸收的相平衡、傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式、傳質(zhì)速率與增強(qiáng)因子吸收和解吸過程的簡捷計(jì)算、化學(xué)吸收過程的分析與計(jì)算、伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí)吸收塔的填料高度、氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的表達(dá)方法及理論模型重點(diǎn)和難點(diǎn)：傳質(zhì)速率與增強(qiáng)因子、化學(xué)吸收過程的分析與計(jì)算加強(qiáng)生態(tài)文明教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立崇尚自然、尊重自然的理念了解吸收的分類、應(yīng)用及工業(yè)流程； 掌握化學(xué)吸收的相平衡、傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式、傳質(zhì)速率與增強(qiáng)因子；熟練掌握吸收和解吸過程的簡捷計(jì)算；理解化學(xué)吸收過程的分析與計(jì)算，特別是不可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收；掌握伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí)吸收塔的填料高度；理解氣液傳質(zhì)設(shè)備效率的表達(dá)方法及理論模型8講授/討論/等目標(biāo)1目標(biāo)25溶劑萃?。合嗥胶怅P(guān)

7、系及傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、混合澄清槽、離心萃取機(jī)和萃取塔、萃取塔中的傳質(zhì)單元數(shù)和單元高度重點(diǎn)和難點(diǎn)：相平衡關(guān)系及傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)等萃取的基本原理加強(qiáng)科學(xué)精神和工匠精神教育理解萃取的基本原理，如相平衡關(guān)系及傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)；了解幾種典型的萃取設(shè)備，如混合澄清槽、離心萃取機(jī)和萃取塔；理解萃取塔中的傳質(zhì)單元數(shù)和單元高度4講授討論/等目標(biāo)1目標(biāo)26膜分離技術(shù)：膜分離的起源和發(fā)展、主要的膜分離單元操作、膜的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀形態(tài)、反滲透、超濾和電滲析等。重點(diǎn)和難點(diǎn)：分離技術(shù)的工程問題及應(yīng)用加強(qiáng)生態(tài)文明教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立崇尚自然、尊重自然的理念了解膜分離的起源和發(fā)展、主要的膜分離單元操作、膜的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀形態(tài)； 掌握膜分離技術(shù)的

8、工程問題及應(yīng)用，如反滲透、超濾和電滲析等。4講授/討論/等目標(biāo)2四、課程實(shí)施（一）教學(xué)方法與教學(xué)手段1.采用多媒體教學(xué)手段，配合例題的講解及適當(dāng)?shù)乃伎碱}，保證講課進(jìn)度的同時(shí)，注意學(xué)生的掌握程度和課堂的氣氛。2.課程講授與啟案例教學(xué)、課堂討論和線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多種教學(xué)方式結(jié)合，實(shí)行互動(dòng)研究型教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的理論素養(yǎng)和工程分析能力。因此，本課程要求課前必須閱讀教材的相關(guān)部分和參考文獻(xiàn)；課上主動(dòng)參與討論；課后按時(shí)完成布置的作業(yè)，積極進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)交流。五、課程實(shí)施與保障主要教學(xué)環(huán)節(jié)質(zhì)量要求1備課（1）掌握本課程教學(xué)大綱內(nèi)容，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱要求進(jìn)行課程教學(xué)內(nèi)容的組織。（2）熟悉教材各章節(jié)，借助專業(yè)書

9、籍資料，并依據(jù)教學(xué)大綱編寫授課計(jì)劃，編寫每次授課的教案。教案內(nèi)容包括章節(jié)標(biāo)題、教學(xué)目的、教法設(shè)計(jì)、課堂類型、時(shí)間分配、授課內(nèi)容、課后作業(yè)、教學(xué)效果分析等方面。（3）根據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)思授課思路、技巧，選擇合適的教學(xué)方法。2講授（1）要點(diǎn)準(zhǔn)確、推理正確、條理清晰、重點(diǎn)突出，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，熟練地解答和講解例題。（2）采用多種教學(xué)方式（如啟發(fā)式教學(xué)、案例分析教學(xué)、討論式教學(xué)、多媒體示范教學(xué)等），注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。（3）能夠采用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)。（4）表達(dá)方式應(yīng)能便于學(xué)生理解、接受，力求形象生動(dòng)，使學(xué)生在掌握知識的過程中，保持較為濃厚的學(xué)習(xí)興趣。3作業(yè)布置與批改學(xué)生必

10、須完成規(guī)定數(shù)量的作業(yè)，作業(yè)必須達(dá)到以下基本要求：（1）按時(shí)按量完成作業(yè)，不缺交，不抄襲。（2）書寫規(guī)范、清晰。（3）解題方法和步驟正確。教師批改和講評作業(yè)要求如下：（1）學(xué)生的作業(yè)要按時(shí)全部批改，并及時(shí)進(jìn)行講評。（2）教師批改和講評作業(yè)要認(rèn)真、細(xì)致，按百分制評定成績并寫明日期。（3）學(xué)生作業(yè)的平均成績應(yīng)作為本課程總評成績中平時(shí)成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生更好地理解和消化所學(xué)知識、改進(jìn)學(xué)習(xí)方法和思維方式，培養(yǎng)其獨(dú)立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時(shí)間進(jìn)行課外答疑與輔導(dǎo)。5成績考核本課程考核的方式為開卷筆試?？荚嚥扇〗炭挤蛛x，監(jiān)考由學(xué)院統(tǒng)一安排。有下列情況之一

11、者，總評成績?yōu)椴患案瘢海?）缺交作業(yè)次數(shù)達(dá)1/3以上者。（2）缺課次數(shù)達(dá)本學(xué)期總授課學(xué)時(shí)的1/3以上者。（3）課程目標(biāo)小于0.6。六、考核方式（一）課程考核包括期末考試、平時(shí)及作業(yè)情況考核，期末考試采用開卷筆試。（二）課程總評成績=平時(shí)成績20% +作業(yè)30%+期末考試成績50%。具體內(nèi)容和比例如表所示。考核環(huán)節(jié)成績比例考核內(nèi)容與評價(jià)細(xì)則支撐目標(biāo)目標(biāo)1目標(biāo)2平時(shí)表現(xiàn)20%課堂不定期點(diǎn)名，考核能否按時(shí)到勤，對于曠課、遲到和早退者適當(dāng)扣分，根據(jù)平時(shí)課堂筆記、課堂回答問題等情況確定平時(shí)表現(xiàn)分?jǐn)?shù)。10%10%作業(yè)30%每章節(jié)對應(yīng)有思考題和習(xí)題，考核學(xué)生對每節(jié)課知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握度。對每次作業(yè)完成

12、情況做記錄并百分制打分。15%15%期末試卷50%題型考核內(nèi)容及相應(yīng)試題選擇題主要考核汽液相平衡關(guān)系的定量表達(dá)、精餾塔操作壓力的確定、化學(xué)吸收的相平衡、傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式、傳質(zhì)速率與增強(qiáng)因子、萃取的基本原理、萃取塔中的傳質(zhì)單元數(shù)和單元高度的確定5%5%填空題主要考核汽液相平衡關(guān)系的定量表達(dá)、精餾塔操作壓力的確定、化學(xué)吸收的相平衡、傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式、傳質(zhì)速率與增強(qiáng)因子、萃取的基本原理、萃取塔中的傳質(zhì)單元數(shù)和單元高度的確定5%5%計(jì)算題主要考核單級平衡分離過程的計(jì)算、多組分精餾過程的嚴(yán)格計(jì)算、多組分精餾過程的簡捷計(jì)算、吸收和解吸過程的簡捷計(jì)算、化學(xué)吸收過程的分析與計(jì)算15%15%合 計(jì)100%50%50%（三）所有課程目標(biāo)均需大于等于0.6，否則總評成績不及格，需要補(bǔ)考或重修。每個(gè)課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算方法如下：式中：Ai=平時(shí)成績占總評成績的權(quán)重課程目標(biāo)i在平時(shí)成績中的權(quán)重，Bi=實(shí)驗(yàn)成績占總評成績的權(quán)重課程目標(biāo)i在實(shí)驗(yàn)成績中的權(quán)重，Ci=期末成績占總評成績的權(quán)重課程目標(biāo)i在期末成績中的權(quán)重。七、有關(guān)說明持續(xù)改進(jìn)本課程根據(jù)學(xué)生作業(yè)、課堂討論、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、平時(shí)考核情況和學(xué)生、教